發(fā)光二極管（LED）正迅速成為最流行的照明選擇。由于美國(guó)政府強(qiáng)制要求節(jié)約能源，白熾燈已基本被淘汰，LED 因其壽命長(zhǎng)（通常為 25,000 小時(shí)）且易于適應(yīng)多種不同的插座和形狀要求被廣泛選用，取代了白熾燈。然而，LED 照明控制存在一些白熾燈不會(huì)遇到的問(wèn)題。例如，由于 LED 負(fù)載的電流要小得多，普通類型的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)在閉鎖和保持電流特性方面可能會(huì)面臨挑戰(zhàn)。
圖1
三端雙向可控硅是交流電調(diào)光控制的核心。調(diào)光器中使用的三端雙向可控硅通常被設(shè)計(jì)用于白熾燈負(fù)載，這種負(fù)載在穩(wěn)定狀態(tài)和初始高浪涌電流下都具有高額定電流，并且在燈絲斷裂時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常高的壽命終止浪涌電流。
圖2
由于 LED 是二極管，因此其穩(wěn)態(tài)電流比白熾燈低得多，而且它們?cè)诮涣麟妷旱拿總�(gè)半周期里的初始開(kāi)啟電流可能高得多且持續(xù)時(shí)間約幾微秒。因此，在每個(gè)交流電壓半周期的開(kāi)始處都可以看到電流尖峰。圖 1 顯示了典型的電流尖峰。通常，交流二極管替換燈的電流尖峰為 6-8 A 峰值；穩(wěn)態(tài)電流小于 100 mA。
用于家庭照明的 LED 燈可能需要 7.5 W（A19 燈泡-450 流明）或更高的功率，一盞吊燈通常需要 4 到 10 個(gè)燈泡。相比之下，一串 50 盞裝飾性圣誕燈的總耗電量可能只有 4.8 瓦。用于取代典型燈絲裝置的嵌入式天花板燈具的 LED 泛光燈可產(chǎn)生 750 流明的亮度，其功耗僅為 13 W（BR30），而舊燈絲裝置的功耗通常為 65 W。
使用新型 Q6008LH1LED 或 Q6012LH1LED 系列三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件設(shè)計(jì)用于控制 LED 光輸出的交流電路非常簡(jiǎn)單，因?yàn)橹恍枰獛讉�(gè)元件。所需的只是一個(gè)點(diǎn)火/觸發(fā)電容器、一個(gè)電位器和一個(gè)電壓轉(zhuǎn)折觸發(fā)裝置。
通過(guò)使用兩個(gè)反向并聯(lián)敏感門控硅整流器 (SCR) S4X8ES1 作為電壓擊穿觸發(fā)裝置，控制電路可以產(chǎn)生寬范圍的光電平輸出。此外，通過(guò)使用兩個(gè)反向并聯(lián)敏感門控硅整流器作為觸發(fā)裝置，可以實(shí)現(xiàn)低滯后控制，因?yàn)閮蓚�(gè)可控硅構(gòu)成了一個(gè)完整的回?cái)嘤|發(fā)器。圖 2 展示了這種控制裝置的電路圖，它可能是嵌入式泛光燈（例如 BR30 LED 燈）的理想選擇，這種燈可以調(diào)暗以產(chǎn)生低亮度輸出，也可以調(diào)高到接近 180° 的全亮度輸出。
該電路可使燈泡在每個(gè)交流半周期幾乎以 180° 的全角度開(kāi)啟；此外，RC 定時(shí)開(kāi)啟可延遲到每個(gè)半周期的一個(gè)小導(dǎo)通角度，以實(shí)現(xiàn)極低的光輸出。
Q60xxLH1LED 三端雙向可控硅系列具有低保持和閉鎖電流特性，可使三端雙向可控硅在極低的電流水平下保持導(dǎo)通。兩個(gè)反向并聯(lián)敏感門控硅整流器 (S4X8ES1) 的柵極連接在一起，可產(chǎn)生具有全擊穿電壓的極低電壓觸發(fā)裝置，從而產(chǎn)生極低的滯后。這樣就可以將電位器設(shè)置為低導(dǎo)通角度，在線路開(kāi)關(guān)關(guān)閉和打開(kāi)時(shí)立即導(dǎo)通。
圖3
圖 3 中的電路圖改進(jìn)了磁滯效果不佳的老式相位控制/調(diào)光器電路。如圖 3 所示，如 Littelfuse 應(yīng)用說(shuō)明 AN1003 所述，在 C1 點(diǎn)火電容器周圍添加轉(zhuǎn)向二極管后，可消除磁滯現(xiàn)象。
圖4
圖4注：電位器為 250 kΩ，內(nèi)置固定端電阻最小為 3 kΩ。Quadrac 器件為 QxxxxLTH1LED，具有更靈敏的三端雙向晶閘管芯片（低柵極和保持電流特性）。RL 是 10 W 的最小 LED 負(fù)載，VC 與內(nèi)置雙向可控硅芯片的觸發(fā)電壓相同。
如果寬控制范圍（全亮到極暗）和低滯后對(duì)應(yīng)用來(lái)說(shuō)不重要，則可使用新型 Littelfuse Q6008LTH1LED 或 Q6012LTH1LED 系列 Quadrac 器件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的可變光控制。(Quadrac 器件是一種特殊類型的晶閘管，它將二端雙向晶閘管和三端雙向晶閘管組合在一個(gè)封裝中）。圖 4 所示電路將雙向晶閘管觸發(fā)器件和三端雙向晶閘管組合在一個(gè) TO-220 隔離安裝片封裝中，進(jìn)一步減少了元件數(shù)量。由于雙向晶閘管觸發(fā)器件的 VBO 較高，該控制電路允許略低的完全開(kāi)啟電壓，提供在每個(gè)交流半周期的 175° 至﹤90° 范圍內(nèi)運(yùn)行的調(diào)光功能。
圖5
交流電路的 LED 燈負(fù)載可能非常簡(jiǎn)單，如圖 5 所示；也可能有用于直流改進(jìn)的額外元件，如濾波電容器。附加元件的存在將決定 LED 燈負(fù)載是否可調(diào)光。LED 燈負(fù)載越簡(jiǎn)單，就越有可能是可調(diào)光的，因?yàn)闉V波電容器可能會(huì)將最小直流電流增加到晶閘管器件鎖定的水平，交流電流無(wú)法降低至小于晶閘管保持電流。 |
